Biología (08) · Unidad 4 — El sistema de endomembranas
Retículo endoplásmico rugoso y liso
El retículo endoplásmico es una red de sacos y tubos de membrana, continua con la envoltura del núcleo, y el primer tramo del sistema de endomembranas. El rugoso tiene ribosomas pegados y fabrica las proteínas que van a la membrana, a los lisosomas o afuera de la célula; el liso no tiene ribosomas y fabrica lípidos, destoxifica en el hígado y guarda calcio en el músculo.
La explicación
El problema: una célula con fábricas y correo interno
Una célula del páncreas fabrica enzimas digestivas que tienen que salir al intestino. Si las hiciera sueltas en el citoplasma, se quedarían adentro (y la digerirían a ella). Hace falta un camino cerrado, separado del citosol, donde las proteínas se fabriquen, se terminen y se manden afuera sin tocar el resto de la célula.
Ese camino es el sistema de endomembranas, también llamado sistema vacuolar citoplasmático: un conjunto de compartimentos de membrana que se comunican entre sí por vesículas. Lo integran la envoltura nuclear, el retículo endoplásmico, el complejo de Golgi, los lisosomas, los endosomas y las vesículas que van y vienen, hasta la membrana plasmática.
Su interior, el lumen, es un espacio aparte del citosol. Lo que está en el lumen de un compartimento pasa al siguiente sin mezclarse con el citosol: viaja adentro de vesículas.
Ojo con lo que no forma parte: las mitocondrias, los cloroplastos y los peroxisomas tienen membrana, pero no reciben vesículas del retículo ni del Golgi. Sus proteínas llegan de otra manera (temas 4.4 y unidad 5).
El retículo endoplásmico
Es una red de sacos aplanados (cisternas) y tubos, que ocupa buena parte del citoplasma. Su membrana es continua con la envoltura nuclear: el espacio entre las dos membranas del núcleo es el mismo lumen del retículo. Tiene dos regiones, con aspecto y trabajo distintos.
Retículo endoplásmico rugoso (RER)
Al microscopio electrónico se ve «rugoso» porque su cara citosólica está cubierta de ribosomas. Suele formar cisternas aplanadas y apiladas, cerca del núcleo.
Los ribosomas son iguales a los que flotan libres en el citosol. Lo que decide que un ribosoma se pegue al retículo es la proteína que está fabricando: si su primer tramo es un péptido señal, una partícula del citosol (la SRP) lo reconoce, frena la síntesis y lleva el ribosoma hasta la membrana del retículo. Ahí la proteína se sigue fabricando y va entrando al lumen a medida que se arma (el detalle es del tema 7.6).
1. Las que salen de la célula (de secreción): enzimas digestivas, insulina, anticuerpos, colágeno.
2. Las que van a la membrana plasmática o a las membranas del propio sistema: receptores, transportadores.
3. Las que van a los lisosomas: las enzimas digestivas de la célula.
4. Las que se quedan en el retículo o el Golgi.
Las que se quedan en el citosol (las enzimas de la glucólisis, la hemoglobina, el citoesqueleto) y las que van al núcleo, a las mitocondrias, a los cloroplastos y a los peroxisomas.
Además de fabricarlas, el RER termina las proteínas: las ayuda a plegarse con proteínas acompañantes (chaperonas), les arma puentes disulfuro y les pega una cadena de azúcares (empieza la glicosilación). Y controla la calidad: una proteína mal plegada no sigue viaje, se retiene o se manda a destruir.
Una célula que secreta muchas proteínas tiene muchísimo RER: las células del páncreas que hacen enzimas digestivas, los plasmocitos que hacen anticuerpos, los fibroblastos que hacen colágeno.
1. ¿La proteína sale de la célula, va a una membrana o a un lisosoma? Se hace en el RER.
2. ¿Se queda en el citosol o va al núcleo, la mitocondria o el peroxisoma? Ribosomas libres.
3. ¿La célula secreta mucha proteína? Mucho RER.
Retículo endoplásmico liso (REL)
No tiene ribosomas: se ve liso, y suele formar tubos en lugar de cisternas. Sus funciones dependen de la célula:
Hormonas esteroides: en las células que las hacen a partir del colesterol hay muchísimo REL. Las células de Leydig del testículo (testosterona), las de la corteza de la glándula suprarrenal (cortisol, aldosterona) y las del ovario.
Destoxificación, en las células del hígado (hepatocitos): enzimas del REL (las del citocromo P450) modifican medicamentos, alcohol y otras sustancias extrañas para volverlas más solubles en agua, y así se eliminan por la orina. Una persona que toma durante un tiempo ciertos medicamentos llega a tener más REL en el hígado.
Liberar glucosa, también en el hígado: una enzima del REL (la glucosa-6-fosfatasa) da el último paso para que la glucosa que sale del glucógeno pueda salir a la sangre.
Guardar calcio, en el músculo: el REL de la fibra muscular se llama retículo sarcoplásmico. Bombea Ca²⁺ hacia su lumen y lo suelta cuando llega el impulso nervioso, y esa salida de calcio dispara la contracción.
1. ¿Hace esteroides? (testículo, ovario, corteza suprarrenal) → síntesis de lípidos.
2. ¿Es del hígado? → destoxificación y liberación de glucosa.
3. ¿Es muscular? → guarda y suelta calcio (retículo sarcoplásmico).
Se comparan cuatro células al microscopio electrónico: A) una célula del páncreas que secreta enzimas digestivas; B) una célula de Leydig del testículo, que fabrica testosterona; C) un hepatocito de una persona que toma hace meses un medicamento que se elimina por el hígado; D) un glóbulo rojo maduro. ¿En cuáles esperás mucho RER, en cuáles mucho REL, y en cuál ninguno?
Para cada una, ¿qué fabrica o qué hace en grandes cantidades?
B, célula de Leydig: la testosterona es un esteroide, un lípido derivado del colesterol → mucho REL.
C, hepatocito: destoxifica el medicamento con las enzimas del REL. Con el uso prolongado, el REL aumenta. (El hepatocito también tiene bastante RER, porque fabrica proteínas de la sangre como la albúmina; pero lo que cambia con el medicamento es el liso.)
D, glóbulo rojo maduro: en los mamíferos pierde el núcleo y las organelas al madurar → ni RER ni REL. Por eso no puede fabricar proteínas nuevas.
Dónde se pierde el punto: en poner mucho RER en la célula de Leydig porque «fabrica una hormona». La testosterona no es una proteína: es un esteroide, y los esteroides se hacen en el liso. La insulina, que sí es una proteína, se hace en el rugoso.
Una proteína se fabrica en el citosol con todos sus aminoácidos, pero le falta el péptido señal por un error en su gen. Normalmente es una enzima que se secreta. ¿Adónde va a parar, y por qué no puede «corregir el rumbo» después?
Sin péptido señal, la proteína nunca entra al retículo.
Qué pasa sin él. La SRP no tiene nada que reconocer: el ribosoma se queda libre en el citosol, termina la proteína y la suelta en el citosol.
Por qué no puede volver. Para salir de la célula, una proteína tiene que viajar adentro del sistema de endomembranas: RER → Golgi → vesícula → membrana. Esa entrada se hace mientras se fabrica. Una proteína ya terminada en el citosol no tiene cómo atravesar la membrana del retículo, y la exocitosis sólo saca lo que está dentro de vesículas.
Consecuencia. La enzima no se secreta: se queda en el citosol, donde probablemente no sirve y termina degradada.
Dónde se pierde el punto: en pensar que el ribosoma «ya era del RER». Los ribosomas son todos iguales: el que decide el destino es el péptido señal de la proteína.
Dónde se cae la mayoría
- Pensar que los ribosomas del RER son distintos de los libres. Son iguales; los lleva al retículo el péptido señal de la proteína que están fabricando.
- Mandar al RER las proteínas de la mitocondria o del peroxisoma. Se fabrican en ribosomas libres; al RER van las de secreción, las de membrana y las de los lisosomas.
- Confundir RER con REL. El rugoso tiene ribosomas y hace proteínas; el liso no los tiene y hace lípidos, destoxifica y guarda calcio.
- Incluir a las mitocondrias y a los peroxisomas en el sistema de endomembranas. Tienen membrana, pero no reciben vesículas del retículo ni del Golgi.
- Creer que el retículo está separado del núcleo. Su membrana es continua con la envoltura nuclear, y comparten el lumen.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Retículo endoplásmico rugoso y liso →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — La célula que fabrica moco10 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 4
El sistema de endomembranas